切削液作用机理

切削液

在金属切削过程中，正确使用切削液，可以减少切屑、工件与刀具的摩擦，降低切削温度和切削力，减缓刀具磨损。切削液还可以减少刀具与切屑粘结，抑制积屑瘤和鳞刺的生长；减少已加工表面粗糙度值，减少工件热变形，保证加工精度和提高生产效率。

切削液的冷却作用：主要靠热传导带走大量的切削热，从而降低切削温度，提高刀具耐用度；减少工件、刀具的热变形，提高加工精度；降低断续切削时的热应力，防止刀具热裂破损等。在切削速度高，刀具、工件材料导热性差，热膨胀系数较大的情况下，切削液的冷却作用尤显重要。

切削液的冷却性能取决于它的导热系数、比热、汽化热、汽化速度、流量、流速等。水溶液的导热系数、比热比油大得多，故水溶液的冷却性能要比油类好。乳化液介于两者之间。

金属切削时切屑、工件与刀具界面的摩擦可分为干摩擦、流体润滑摩擦和边界润滑摩擦三类。如不用切削液（干切削），则形成金属与金属接触的干摩擦，此时摩擦系数较大。如果在加切削液后，切削、工件与刀面之间形成完全的润滑油膜，金属直接接触面积很小或接近于零，则成为流体润滑。流体润滑时摩擦系数很小。但在很多情况下，由于切屑、工件与刀具界面承受载荷（压力很高），温度也较高，流体油膜大部分被破坏，造成部分金属直接接触（图3-34）；由于润滑液的渗透和吸附作用，部分接触面仍存在着润滑液的吸附膜，起到降低摩擦系数的作用，这种状态称之为边界润滑摩擦。边界润滑摩擦时的摩擦系数大于流体润滑，但小于干切削。金属切削中的润滑大都属于边界润滑状态。

切削液的润滑性能与其渗透性以及形成吸附膜的牢固程度有关。在切削液添加含硫、氯等元素的极压添加剂后会与金属表面起化学反应，生成化学膜。它可以在高温下（达400～800ºC）使边界润滑层保持较好的润滑性能。

切削液具有冲刷切削中产生的碎屑（如切铸铁）或磨粉（磨削）的作用。清洗性能的好坏，与切削液的渗透性、流动性和使用的压力有关。切削液的清洗作用对于磨削精密加工和自动线加工十分重要，而深孔加工时，要利用高压切削液来排屑。

切削液应具有一定的防锈作用，以减少工件、机床、刀具的腐蚀。防锈作用的好坏，取决于切削液本身的性能和加入的防锈添加剂的性质。

除了上述作用外，切削液还应当是价廉、配置方便、稳定性好、不污染环境与不影响人体健康。